Ключевой генератор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЗК 30 ЮГ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСК(54) (57) КЛЮЧЕВОЙ ГЕНЕРАТОР Изобретение относит техники и может быт качестве генератора редней мощности в р облас использовольшей ради но в диопередаю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ к8.(088,8)СИА3716777,опублик, 1973,ик по полупроводниковой- М,; Машиностроение,7, рис. 6.20.,801332521 щих устройствах, преобразователях напряжения и т,п, Целью изобретения является повышение надежности генератора. Для достижения этой цели в генератора дополнительно введены ключевые элементы 6,1-6.М, выключатель 7, пороговые элементы 8.1-8,Й, дешифратор 9 и й дополнительных обмоток по одной на каждый трансформатор. Кроме того, генератор содержит ключевые каскады 1.1 - 1,М, шины 2 и 3 питания, трансформаторы 4.1-4,й, нагрузку 5. Дешифратор 9 содержит сумматор О и пороговый элемент 11. В данном генераторе выход из строя двуэ или трех ключевых каскадов не повн лечет выхода из строя генератора, а при отказе ключевого генератора исправные ключевые каскады не выходят из строя1 ил.1332521 блок 8 может содержать последовательно соединенные выпрямитель (диод) ирелейный элемент с гистерезисом, илинесиметричный триггер и т.д.Выключатель 7 разрывает силовуюцепь при поступлении на его управляющий вход сигнала с выхода дешифратора 9. В простейшем случае роль выключателя 7 может выполнять реле,Ключи 6 замыкают цепи питания ключевых каскадов 1 при поступлении наих управляющий вход сигнала с выходапороговых элементов 8. В простейшемслучае роль ключа 6 может выполнятьнизкочастотный мощный транзистор.Ключевые каскады 1 впредлагаемомустройстве могут быть собраны по различным двухтактным схемам. Однако наиболее перспективной с точки зрениянаилучшего использования ключевыхэлементов (транзисторов) ключевогокаскада 1 по напряжению является егопостроение по мостовой схеме. Причемв состав ключевого каскада 1 долженвходить блокирующий конденсатор,включенный между его шинами питания, для устранения высокочастотных пульсаций напряжения питания каждого ключевого каскада 1, Ключевые каскады1 могут быть как с внешним возбуждением, так и автоколебательными.Генератор работает следующим образом. 35 Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве генератора большей или средней мощности в радиопередающих устройствах, преобразователях напряженияи т.п.Цель изобретения - повышение надежности.На чертеже приведена функциональная схема ключевого генератора.Устройство содержит М ключевых каскадов 1,1-1.М, шины 2 и 3 питания,М трансформаторов 4.1-4.М, нагрузку 5, М ключевых элементов 6.1-6.М, вык В лючатель 7, М пороговых элементов8,1-8,М, дешифратор 9, содержащий,например, сумматор 10 и пороговыйэлемент 11. При этом выключатель 7 и М ключевых каскадов 1 соединены 20 последовательно по питанию, а выходы ключевых каскадов подключены к первичным обмоткам М трансформаторов 4,Ювторичные обмотки которых соединены последовательно и подключены к нагрузке 5, причем дополнительные обмотки трансформатора 4 через пороговые элементы 8 соединены с М входами дешифратора 9, выход которого соединен с управляющим входом выключателя 6, и, кроме того, выход каждого из М пороговых элементов соединен с управляющим входом соответствующего ключа 6, шунтирующего по питанию соответствующий ключевой каскад 1.Дешифратор 9 может содержать сумматор 10, входы которого являются входами дешифратора, причем выход сумматора соединен с пороговым элементом 11, имеющим заданный порог 40 срабатывания, На выходе дешифратора 9 присутствует сигнал, если на щ или более его входов поступает сигнал с пороговых элементов 8, Порог срабатывания дешифратора 9 может быть эа дан порогом переключения порогового элемента 11. Пороговый элемент 8 построен таким образом, что при превышении напряжением на его входе заданной величины (О ) на выходе порогово- ц го элемента 8 появляется сигнал, который сохраняется в дальнейшем и при отсутствии сигнала на входе порогового элемента 8 Сброшен же порого-, вый элемент 8 в исходное состояние может быть либо выключением устройства, либо действием оператора (после замены соответствующего неисправного блока). Для выполнения данной функции При включении генератора напряжение на выходах пороговых элементов 8 и дешифратора 9 отсутствует, вследствие чего выключатель 7 находится .во. включенном состоянии, а ключи 6 разомкнуты, и к всем ключевым каскадам прикладывается напряжение питания (между шинами 2 и 3 питания). Ключевые генераторы 1.1-1.М генерируют импульсные напряжения, которые складываются с помощью трансформаторов 4.1-4,М и прикладываются к нагрузке 5. При этом напряжения питания на ключевых каскадах 1 распределяются пропорционально эквивалентному сопротивлению их нагрузки, Если все ключевые каскады 1,1-1,М имеют одинаковую мощность и рассчитаны на одинаковое рабочее напряжение, то все трансформаторы 4,1-4,М должны быть идентичными, тогда напряжение питания каждого ключевого каскада составит Е/М. При необходимости иное распределение напряжения может быть достиг45 нуто изменением коэффициента трансформации трансформаторов 4,1-4,М.На входы пороговых элементов 8 прикладываются импульсные сигналы с амплитудой, пропорциональной напряжению питания данного ключевого, каскада 1.1-1,Й.Если в каком-либо ключевом каскаде выходит из строя ключевой элемент 10 (транзистор) на обрыв, или происходит обрыв в цепи первичной обмотки трансформатора, то амплитуда сигнала на дополнительной обмотке трансформатора превысит заданную величину 15 О, соответствующую допустимому напряжению питания ключевых элементов (транзисторов) ключевого каскада 1.1-1,Й и пороговый элемент 8 включается. В результате этого соответст вующий ключ 6 шунтирует по питанию неисправный ключевой каскад 1,1-1.Й и сохраняет работоспособность ключевого генератора в целом. При этом напряжение питания на остальных клю чевых каскадах несколько возрастает. Короткое же замыкание в ключевом ге нераторе также не нарушает работу генератора, а только приводит к повьппению напряжения питания других 30 ключевых каскадов 1,1 - 1.йи не требует применения дополнительныхмер (как при выходе из строя каскадов на обрыв).После замыкания какого-либо ключа 61-6.Й сигнал на выходе соответствующего ключевого каскада 1,1-1,Й исчезает, однако сигнал на выходе данного порогового элемента 8.1-8.й сохраняется, что обеспечивается логикой работы порогового элемента. 40В случае выхода иэ строя и ключевых каскадов 1,1-1,Й напряжение питания на остальных ключевых каскадах составит Е/(Й-п)и если оно не превьппает максимально допустимое напряжение этих каскадов, то генератор сохраняет работоспособность. Если же выходят из строя ш каскадов (юП), в результате чего напряжение на остальных каскадах Е/(й-п 1) превы 50 шает допустимое, на выходе дешифратора 9 появляется сигнал, размыкающий выключатель 7 и исключающий выход иэ строя остальных исправных ключевых каскадов генератора, При этом очевидно, что время отработки схемы по ,выключению выключателя 7 должно быть меньше времени нарастания напряжения на ключевых каскадах (определяемого в существенной степени величиной конденсатора в их цепи питания) .Таким образом, ключевой генератор сохраняет свою работоспособностьЪпри выходе иэ строя любого допустимого числа ключевых каскадов 1, а при возникновении групповых перенапряжений или выходе иэ строя недопустимо большого числа ключевых каскадов 1.1-1.Й обеспечивается защита от перенапряжений исправных ключевых каскадов и отключение ключевого генератора от сети, Благодаря этому существенно повышается (в несколько раэ) время безотказной работы ключевого генератора,В предлагаемом устройстве выход из строя нескольких (20-ЗОБ) ключевых каскадов не повлечет выхода из строя генератора (естествеино, что при этом надежность дальнейшей его работы будет ниже первоначальной - при всех исправных ключевых каскадах), И даже при отказе ключевого генератора исправные ключевые каскады не выходят из строя. формула и э о б р е т е н и яКлючевой генератор, содержащий последовательно соединенные между шинами питания Й ключевых каскадов, выходы которых соединены с первичными обмотками соответствующих Й трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены последовательно и подключены к клеммам для подключения нагрузки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности, введены й ключевых элементов, подключенных параллельно соответствующему ключевому каскаду, й пороговых элементов, дешифратор выключатель и й дополнительных обмоток, по одной на каждом трансформаторе, выводы каждой из которых через соответствующий пороговый элемент соединены с одним из й входов дешифратора, выход которого соединен с управляющим входом выключателя, включенного последовательно в цепь питания ключевых каскадов, а управляющий вход каждого иэ Й ключевых элементов соединен с выходом соответствующего порогового элемента.